劉 超
(廉江市實驗學校 廣東·湛江 524400)
為了適應時代的發(fā)展和更好的培養(yǎng)時代所需要的人才,新課改中的課程標準提出了以“核心素養(yǎng)”來代替之前的“三維目標”。所謂核心素養(yǎng)是指學生在接受教育的過程中逐步形成知識積累,完成思維品質的鍛煉,形成科學能力和科學思想情感和價值觀。物理核心素養(yǎng)主要包含“物理觀念”、“科學思維”、“實驗探究”、“科學態(tài)度與責任”等四個方面。物理教學通常是以知識為脈絡展開,教學過程的設計從學生獲得知識的角度進行,以學生是否掌握物理知識作為教學活動成功與否的評價標準,而忽略了物理教學中育人的功能,忽視了學生知識和能力的形成過程的重要性。所以把核心素養(yǎng)作為物理教學的重要目標是必要的,可以避免了“三維目標”的局限性,從注重學生知識的掌握轉變?yōu)樽⒅貙W生成長和發(fā)展。
物理觀念的形成和發(fā)展是一個長期、復雜的過程,教師要用物理觀念統(tǒng)領物理概念、物理規(guī)律等進行教學。學生理解物理概念和規(guī)律的過程就是形成物理觀念的過程。通過物理學習逐步把物質觀、能量觀等物理觀念融入到自己的世界觀當中,能夠更為科學的認識世界并應用到現(xiàn)實的生產生活當中。而物理概念的理解,需要教師利用真實的情景輔助學生理解。例如:在高中物理選修3-5第十六章第5節(jié)《反沖運動》這一節(jié)的教學時,可以先利用現(xiàn)實生活當中的簡單的條件來創(chuàng)設一個真實的教學例子,讓學生能夠更好的、真正的去理解反沖運動的概念。在實際教學中,可以利用一小片錫紙卷成一個細小的長管子,把其中的一端密封,另一端留一個比較小的開口,從火柴上刮下一些藥粉作為燃料裝進細管內。把細管放置在支架上,用打火機點燃燃料。細管里的燃料被點燃后,燃燒生成大量的氣體,燃氣從細管的開口處以極快的速度被噴出,可以看到細管向著反方向飛出。這就是一個利用反沖運動原理的小實驗,也是火箭的原理模型。實際的教學證明,利用這樣簡單直觀的、真實有價值的教學實驗情景,可以讓學生更直觀、更深刻的感知情景所蘊含的物理概念,通過真實的情景體會物理概念概括和抽象的具體過程,使學生能夠更好的建立起相應的知識結構和科學思維,發(fā)展科學能力。
科學思維是指具有意識的人腦對客觀事物的本質和內在規(guī)律、事物與事物間的聯(lián)系的客觀反映,是學習和研究科學的基本思維模式??茖W思維包含抽象思維、邏輯思維、科學推理和科學論證等等,是學習物理和認識世界的重要思考方式。科學思維當中的批判思維、創(chuàng)新思維這些都需要在學生學習物理的過程當中逐步形成,在訓練的過程當中逐步強化。物理教學應該把發(fā)展學生的科學思維作為重要的教學目標??梢酝ㄟ^訓練學生構建物理模型是培養(yǎng)物理思維的重要途徑。高中物理中有很多的物理模型,在學生認識物理知識的過程中,體會構建物理模型的思維方法,通過學生經歷物理模型的構建過程和物理規(guī)律的形成過程來發(fā)展物理思維。比如,在高中物理選修3-2第一章第3節(jié)《電場強度》這一節(jié)中,可以通過視頻或者實驗教具,把電荷量不同的試探電荷先后放入電場的同一位置,學生先通過視頻或實驗感受不同電荷量的試探電荷與其所受電場力的差別,進而能概括出電場力和電荷量成正比的結論,抽象出靜電力與電荷量的比值是個定值,與試探電荷無關。從而形成電場強度的概念。學生的思維經歷了一個“比較——概括——抽象”的過程,在這個過程中充分鍛煉了學生剖析問題的能力,發(fā)展了科學思維能力。學生只有通過“推理——論證——形成結論”這樣的邏輯思維過程,才能不斷發(fā)展自身的推理能力以及科學創(chuàng)造能力。
物理是一門以實驗為基礎的學科,是近代科學的最基本的研究方法,所以在高中物理教學當中要把物理實驗擺在重要位置。一個完成的實驗過程包含:問題的提出——實驗方案的設計——信息收集和數(shù)據整理——得出結論和解釋現(xiàn)象——探討存在的問題和新發(fā)現(xiàn)等環(huán)節(jié)。讓學生在探究物理實驗的過程中逐漸加強科學思維和增強實驗探究能力,在探究物理知識的過程中形成自身的科學觀和科學精神。在實驗中通過指導學生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題這一流程來培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力。例如:在上完《反沖運動火箭》這一節(jié)的內容后,針對三級火箭的工作原理,給學生一些火箭模型制作的教學視頻,鼓勵學生利用相關原理自行制作“水火箭”等小模型。通過這些小模型的制作來激起學生學習的興趣,在制作小模型的過程中進一步理解知識,真正做到學以致用。
通過創(chuàng)設真實的物理情景,讓學生在觀察和體驗真實情景后提出科學問題,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。讓學生圍繞所提出的問題提出猜想和假設,制定實驗方案和計劃解決問題,培養(yǎng)學生解決問題的能力。學會從原理、實驗器材、信息處理技術等手段探究方案的可行性。學習文獻資料查找的方法,提高信息收集的能力。在分析、處理信息的過程中,培養(yǎng)學生邏輯推理能力、科學論證和表述的能力。物理實驗是培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神的一種重要途徑,教師應培養(yǎng)學生認真嚴謹、求真務實的科學態(tài)度,在日常的學習和生活中延續(xù)這樣的科學態(tài)度和精神。
培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任是物理教學的一個重要任務。學生良好科學態(tài)度的養(yǎng)成是始終貫穿于整個物理教學當中,滲透在日常的物理教學當中的。在對物理的學習當中認識世界、社會、科學與環(huán)境的關系。通過生活實例體會科技與生活的聯(lián)系,通過生活當中蘊含的物理和科學,從而激發(fā)對物理學習的興趣和對物理的求知欲??梢酝ㄟ^實驗的演示和對現(xiàn)代科技技術的講解和說明,創(chuàng)設更為有趣的課堂教學形式,激發(fā)學生的求知欲,引導學生自主學習物理。例如:在介紹反沖運動這一節(jié)時,前期可以準備一些當前我國和世界在火炮導彈、航天火箭等相關領域的最新的技術成果以及其制造原理的介紹內容。本節(jié)課的教學設計就是圍繞這些相關的技術成果和原理的詳細介紹和講解,以科學普及的形式在介紹航天火箭技術的過程中滲透反沖運動的物理概念,讓學生理解反沖運動的內涵。學生由具象的認識到抽象的認識,在理解物理概念的過程中形成對未來科學的正確的價值觀。激發(fā)學生對了解先進技術的興趣,激勵學生投入物理的學習當中,樹立起遠大的理想抱負。
教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的社會所需要的人。這就要求教學的落腳點要在于培養(yǎng)和發(fā)展學生的能力,使之能滿足社會需求,所以教學最終要回歸到對實際問題的解決。俗話說:物理源自于生活,生活處處包含著物理知識。生活中遇到的許多問題可以應用物理觀念和物理思維去思考和解決的。在解決問題的過程中,進一步拓展了知識的應用領域,提高了學生分析問題和研究問題的能力,不斷促進學生核心素養(yǎng)的形成。
例如:學生學完高中物理選修3-1第一章第一節(jié)《電荷及其守恒定律》后提出如何儲存電荷的問題。通過對萊頓瓶原理和三種起電方式進行詳細分析研究后設計了自己的實驗方案:在一個小的塑料杯外壁貼上一層鋁箔,在杯蓋子上固定一根回形針,做成導桿,在塑料杯內放入一些的水,合上杯蓋后就做好了一個萊頓瓶。在一塊硬泡沫塑料板上套上一個塑料保鮮袋,準備一塊帶絕緣柄的金屬板。用一塊干凈的布摩擦塑料袋表面,通過摩擦起電,使其帶電。再把金屬板放在塑料膜上方,金屬板在靜電感應的作用下,下表面帶正電,上表面帶負電,用手接觸金屬板,板上的負電荷通過人體流向大地,將金屬板移開后,金屬板上就帶上了正電荷。把金屬板與萊頓瓶的導桿接觸,經過反復多次上述實驗就能實現(xiàn)給萊頓瓶充電,到達儲存電荷的效果。學生經歷了“問題的提出—設計實驗方案——制作實驗道具—完成實驗”完整的探究過程,促進了自身科學思維的發(fā)展和探索能力的提高,增強了實踐意識和核心素養(yǎng)。
核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個漫長而復雜的工程,需要落實在日常的物理教學當中,需要滲透在日常的課堂教學當中。通過對物理概念的理解促進物理觀念的形成;通過提高建模能力來提高科學思維,通過體會物理規(guī)律的形成過程鍛煉科學思維;通過實驗設計提高探究能力和動手能力;通過物理課堂的學習體會科技的發(fā)展培養(yǎng)科學態(tài)度和學科興趣;通過對日常問題的解決不斷提高分析、解決問題的能力。物理教學中,應讓學生獲得在實際情境中解決物理問題的大量體驗,形成把情境與知識相關聯(lián)的意識,這種意識是無法通過教師的講解活動來培養(yǎng)的。教學中,要讓學生體會科學技術的重要性和魅力,體會隨著科技的日新月異,科學研究中相互合作的必要性和重要性。這些都是要教師在日常教學中引導學生進行,在潛移默化中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),形成自身的能力和思維品質,為學生的將來發(fā)展奠定必備的素養(yǎng)和條件。